Vorbild: Wagen

Fahrwerke

Das Thema Waggon–Fahrwerke kann nicht erschöpfend auf wenigen Seiten abgehandelt werden - zuviel gibt es dazu zu sagen. Daher werden hier nur einige grundsätzliche Hinweise gegeben. Das Thema Puffer und Kupplungen wird im Dampflok–Bereich behandelt.

Als Modellbahner sollten Sie weder die optische Wirkung eines sorgfältig gebauten und maßstäblichen Fahrwerks noch die Bedeutung technisch ausgereifter Konstruktionen mit tadellosem Laufverhalten unterschätzen.

Wie Sie beides auch im Kleinen erzielen können, wird im Modellbau– beziehungsweise Modellbahn–Bereich erklärt.

Abschnitte dieser Seite:

• Grundsätzlicher Aufbau zwei– und dreiachsiger Fahrwerke
• Achslager, Bleche und Federn
• Wagenkastenstützen und Sprengwerke
• Drehgestelle
• Fahrwerke mit Drehgestellen
• Lenkachsen

Grundsätzlicher Aufbau zwei– und dreiachsiger Fahrwerke

Das erste Bild dieses Abschnitts zeigt das Fahrwerk eines zweiachsigen Wagens. Die eisernen Einzelteile wurden früher vorwiegend miteinander vernietet (über Winkel und Knotenbleche - siehe Mitte des Bildes und unten rechts).

Die äußeren Rahmen-Längsträger (nach außen hin offene U–, sonst I–Profile) sind an ihren Enden mit der quer liegenden Pufferbohle verbunden. Die inneren Längsträger, meist halb so hoch wie die äußeren, sind mit den äußeren oben bündig angeordnet, sodass eine quer zur Fahrtrichtung liegende Bebretterung sich an vier bis sechs Punkten abstützt. Die schrägen Enden dienen der Diagonalversteifung, die äußeren verteilen einseitige Stöße auf eine Fahrwerkshälfte.

Zuweilen laufen die inneren Längsträger auch gerade durch, die äußeren diagonalen Enden werden dann angesetzt. Die diagonalen entfallen oft bei Schmalspurwagen, wenn diese Mittelpuffer haben, nie jedoch bei Regelspurfahrzeugen mit doppelten Puffern.

Unter den inneren Längsträgern folgen die Querträger, meist auch U–Profile. Die Querträger bei den Rädern nehmen bei Bedarf die Aufhängungen für die Bremsgehänge auf.

Innen an den Rahmen-Längsträgern werden - bei I–Profilen mit Abstandshaltern - die Achslagerbleche befestigt, auf deren Gleitbahnen sich die Achslagergehäuse bewegen können.

Es gibt zwei hauptsächliche Arten von Achslager–Blechen: „Fachwerk”–Ausführungen mit Durchbrüchen und mehr oder weniger gespreizten, diagonalen Außenschenkeln (zum Beispiel im zweiten Bild dieses Abschnitts) und Pressblech–Achslagerbleche (ohne Durchbrüche). Bei den Achslagern selbst werden Rollen– und Gleitlager unterschieden. Achslager–Gehäuse und Schmierbehälter gibt es in unzähligen Varianten.

Unten an den Längsträgern werden die „Schakenböcke” (zweites Bild links) angenietet oder –geschraubt. Diese Winkel bilden mit einem Bolzen den unteren Lagerpunkt der Schaken (Feder–Laschen); auf deren oberem Bolzen stützen sich unten (dadurch beweglich) die Tragfedern ab, die ja bei Belastung eine Längenänderung erfahren.

In der ersten Skizze ist die durchgehende Zugvorrichtung mit der Feder in der Mitte zu erkennen. Die einzelnen Segmente (Haken, Zugstange, Federstange) wurden über teilbare Schalenmuffen verbunden (siehe Detail im ersten Bild unten links).

Drehgestelle

Drehgestelle vereinigen in einem quer zur Längsachse des Fahrzeugs schwenkbaren Hilfsfahrwerk mindestens zwei Achsen. Sie haben viele entscheidende Vorteile. Das Gewicht wird auf kurzem Raum auf mehrere Achsen verteilt, wodurch bei höheren möglichen Ladegewichten die einzelne Achslast sinkt. Sie ermöglichen (theoretisch) kleinere Gleisradien und bieten im Vergleich zu Zwei– und Dreiachsern eine kleinere Reibung im Gleisbogen, da der Schrägwinkel eines Rades viel kleiner ist.

Der (vernachlässigbare) Nachteil von Drehgestellen ist, dass sie zusätzliche Gleitlager rechts und links am Fahrwerk benötigen. Ein mittlerer Zapfen alleine genügt nicht, um das Fahrzeug seitlich zu stabilisieren. Dies ist schematisch in der zweiten Abbildung dieses Abschnitts dargestellt (der Pfeil weist auf diese Stelle).

Das wohl bekannteste aller Drehgestelle ist das Diamond–Drehgestell. Diese amerikanische Konstruktion fand sehr früh ihren Weg nach Europa (erstes Bild). Der Name stammt vom englischen Wort für Karo oder Raute und soll die Form der Fachwerk–Achslagerhalter beschreiben. Es wurde in vielen Varianten gebaut (mit Schraubenfedern, längs oder quer angeordneten Blattfeder–Paketen). Es wird auch „archbar truck” genannt.

Frühe Konstruktionen von Drehgestellen entsprachen in ihrer Bauweise den normalen zweiachsigen Fahrwerken. Jede Achse hatte ihre eigene Feder, meist jedoch in der Mitte über eine Ausgleichswaage verbunden. Die Drehgestell–Wangen waren aus Blech.

Im Laufe der Jahre entstanden zahllose Varianten. Die Entwicklung war vor allem bei Personenwagen darauf gezielt, den Komfort (das Federungs– und Abroll–Verhalten sowie die Schwingungs–Übertragung) zu verbessern.

Interessierten sei die Website Fremde Seite „Güterwagen–Drehgestelle” von Hermann Jahn für weitere Informationen zum Thema empfohlen.

Fahrwerke mit Drehgestellen

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Der Einbau von Drehgestellen erfordert eine andere Fahrwerks–Konstruktion als bei zwei– und dreiachsigen Wagen. Oft sind hier die Haupt–Längsträger nach innen verlagert. Außen befinden sich senkrechte Wangen. Die Abbildung oben zeigt das halbe Fahrgestell eines SSm der K.Bay.Sts.B. nach Blatt 364 mit Diamond–Drehgestellen für 30 t Ladegewicht, wie er zwischen 1894 und 1896 26 mal gebaut wurde. Deutlich zu erkennen: der Lagerring des Drehgestells (siehe auch die schematische Abbildung oben).

Auffallend sind die kräftigen diagonalen Versteifungen - denn je länger ein Wagen wird (dieser hatte eine Link zum Glossar LüP von über 14 m), desto größer werden die diagonal wirkenden Kräfte im Bogen.

Ein zweiter Nachteil von Drehgestellen war - zumindest, solange keine Druckluft–Bremsen verbaut wurden - die Anlenkung der Bremsen. Dazu jedoch mehr auf der Seite zum Thema.

Lenkachsen

Ein großes Problem - besonders bei zweiachsigen Wagen mit langem Radstand - ist, dass deren Achsen nicht wie bei einem Auto lenken können. Bei engeren Gleisradien steht eine Achse in einem bestimmten Winkel zum Gleis. Je größer der wird, desto größer wäre auch die Hemmung, wenn die Räder zylindrisch wären, weil auf der bogenäußeren Schiene ein größerer Weg zurück gelegt werden muss als auf der inneren.

Dem wird bei allen Wagen begegnet, indem die Laufflächen der Räder konisch gemacht werden. Beim Einfahren in den Bogen wird das Fahrzeug an die äußere Schiene gedrückt. Nahe beim Spurkranz ist der Link zum Glossar Laufkreis–Durchmesser größer als außen am Rad. Es wird also den längeren Weg zurücklegen können. Um diese Bewegung zu erleichtern, werden die Achsen zweiachsiger Wagen teils leicht seitenverschiebbar angeordnet, was auch quer zur Fahrtrichtung bewegliche Schaken erfordern kann. Bei Vereinslenkachsen werden die Laufflächen der Räder entsprechend konisch gemacht und die nötigen Bewegungen erleichtert.

Wirklich lenkbare Achsen werden erst ab dreiachsigen Fahrwerken möglich. Dort kann - wenn nicht, was auch oft gemacht wird, der Spurkranz der mittleren Räder stark geschwächt wird - die mittlere Achse verwendet werden, um über sinnreiche Hebelkonstruktionen die Geometrie der Endachsen einzustellen. Ein ähnliches, sehr aufwendiges Verfahren wird bei Fahrzeugen mit vielen Achsen (mindestens vier) in einem Hauptrahmen angewendet (Klose–Achsen). Dabei werden der Winkel zwischen Tender und Lokomotive oder die seitliche Verschiebung der Achsen zueinander zur Bestimmung der radialen Auslenkung verwendet.